天然气锅炉改造为冷凝式锅炉的设计研究及FLUENT模拟

发布时间：2017-05-08 14:19

  本文关键词：天然气锅炉改造为冷凝式锅炉的设计研究及FLUENT模拟，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 随着我国改革开放的进行,经济和社会有了很大的发展,人们对精神文明和物质文明的要求同样迫切。同时所有人都能体会到全球化的环境压力,可以说,我们的环保意识越来越强,这就要求我们使用更为清洁环保的能源,同时在开发利用能源的过程中尽可能的提高能源利用率,减少对环境的污染破坏。 我国是世界上少有的几个以煤炭为主要能源的国家,所面临的环境压力更大,形势更为严峻。煤炭占我国一次能源消耗的70%,燃烧煤炭产生大量的氮氧化物、硫氧化物、碳氧化物和其他的物质对环境产生污染破坏,因此,煤炭的使用在很多地区受的限制,我国主要的城市基本上都只允许集中供暖使用燃煤锅炉,禁止分散燃煤锅炉的使用。 同时,国家大力推行煤改气工程,即燃煤锅炉改为燃气锅炉。天然气与煤炭相比,以其环保优势而备受欢迎。燃气锅炉烟气以很高的温度被排到大气环境中,例如大多数天然气热水锅炉排烟温度为140-200℃,如此高的排烟温度如果直接排放到大气中,不但会对环境产生破坏,还会浪费大量的能量。为了提高资源利用率,节约资源,我们可以对燃气锅炉加装冷凝式换热器,降低排烟温度,回收烟气的显热以及烟气中水蒸气的汽化潜热,从而提高锅炉热效率,减小资源消耗量。虽然燃煤锅炉排烟温度也很高,但是由于其烟气中含有的氮氧化物和硫氧化物可以与冷凝水混合产生酸性物质对换热器产生严重的腐蚀,因此将燃煤锅炉改造为冷凝式锅炉有很大的难题,还需要我们共同努力来实现。而天然气在燃烧后生成很少的氮氧化物,有的甚至没有硫氧化物生成,因此,对燃气锅炉进行冷凝式锅炉改造就相对简单并具有更大的可操作性。 我们通过对重庆某大学锅炉房燃气锅炉的理论分析改造,得出比较合理的排烟温度为25-35℃,此时锅炉的热效率大幅度提高,而当排烟温度高于此数值时,只能回收很少的汽化潜热,热效率提高效果不明显;当排烟温度低于此数值时,尽管可以回收更多的热量,但是对冷凝式换热器的要求更高,造价增加,短时期内无法收回投资。
【关键词】：冷凝式锅炉 极限热效率 Fluent模拟 经济效益分析 环境效益分析
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TK229
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-19
• 1.1 我国能源利用状况和锅炉工业的现状8-11
• 1.1.1 我国能源利用状况8-9
• 1.1.2 我国锅炉工业发展状况9-10
• 1.1.3 对我国锅炉工业未来的思考10-11
• 1.2 冷凝式锅炉发展历史和现状11-12
• 1.2.1 冷凝式锅炉的涵义11
• 1.2.2 冷凝式锅炉的发展历史11
• 1.2.3 冷凝式锅炉的国外现状11-12
• 1.2.4 冷凝式锅炉的国内现状12
• 1.3 冷凝式锅炉的性质12-15
• 1.3.1 冷凝式锅炉的工作原理12-13
• 1.3.2 冷凝式锅炉的特点13-15
• 1.4 冷凝式锅炉的分类及基本形式15-17
• 1.4.1 冷凝式锅炉的分类15
• 1.4.2 冷凝式锅炉的基本形式15-17
• 1.5 我国发展使用冷凝式锅炉的必要性和重要意义17-19
• 2 冷凝式锅炉热效率潜力分析19-27
• 2.1 烟气成分分析19-22
• 2.1.1 理论烟气量的计算式（当a=1 时）20-21
• 2.1.2 实际烟气量的计算式（当a>1 时）21-22
• 2.2 烟气冷凝热分析22-26
• 2.2.1 烟气显热分析22-24
• 2.2.2 烟气潜热分析24-26
• 2.3 理想状态下极限热利用率分析26-27
• 3 冷凝式换热器理论计算与分析27-44
• 3.1 概述27-32
• 3.1.1 换热器的类型27-28
• 3.1.2 翅片管式换热器的换热原理28-29
• 3.1.3 翅片管式换热器的类型29-31
• 3.1.4 翅片管式换热器的性能要求31-32
• 3.2 翅片管冷凝式换热器的构造32-33
• 3.3 翅片管冷凝式换热器的热工特性33-44
• 3.3.1 翅片管冷凝式换热器的设计33-38
• 3.3.2 冷凝式换热器的热力分析38-44
• 4 利用Fluent 软件模拟换热器的温度场44-64
• 4.1 Fluent 概述44-46
• 4.1.1 Fluent 的工程应用背景44
• 4.1.2 Fluent 软件的组成44-45
• 4.1.3 各软件之间的协同关系45-46
• 4.2 利用Fluent 进行数值模型46-59
• 4.2.1 利用Gambit 建立模型46-51
• 4.2.2 利用Fluent 求解器求解51-59
• 4.3 对模拟结果进行分析59-64
• 5 冷凝式锅炉经济环境效益分析64-71
• 5.1 经济效益的分析方法64-65
• 5.2 固定投资计算65-66
• 5.2.1 换热器设备投资计算65-66
• 5.2.2 附属设备投资计算66
• 5.3 运行成本计算66-67
• 5.4 投资回收期计算67-68
• 5.5 环境效益分析分析68-71
• 6 结论71-73
• 6.1 研究结论71-72
• 6.2 建议72-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-77
• 附录77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：351292